有关装卸过程中起重机运动轨迹的探索

在集装箱装卸过程中，起重机大车一般不动，所以我们可以只考虑集装箱在起升（下文的Y方向）与小车运行（X方向）这两个方向的运动。这两个方向的运动是由两套电机分别带动，目前大多采用PLC控制的变频调速电机。根据装卸的工作特点，我们对问题作如下简化：（1）暂不考虑工作过程中集装箱沿3个坐标轴的摆动或转动，即假定连结钢丝绳是刚性的；（2）按照人的习惯认识，连接两点的直线距离近；因此只在连接起点和终点并包络各障碍点（已考虑留有余量）的折线族中寻求优；（3）集装箱在完成相邻折线段间的速度变化后，在各折线段做匀速运动，速度不再变化；（4）不考虑PLC控制的变频调速电机在调速过程中的短暂速度波动。
我们步根据每次装卸的起点、终点和各障碍点（已考虑留有余量，余量根据集装箱的型号来确定。将集装箱向外侧方向的对角线适当延长后所对应的点即为障碍点，延长的长度应大于集装箱对角线长度的一半。其间的距离为余量。这样处理后可保证运动过程中不发生碰撞）的具体情况，作基本折线。将这n个点按各自X坐标从小到大排序，然后从起点出发，开始作基本折线至终点。折线每一段的起点是上一段的终点，其终点是所有X坐标大于起点的点中与起点的连线具有大斜率的点。这样形成的基本折线是一凸折线，其边数小于n-1，而所有的障碍点全部落在凸折线中，保证集装箱沿着该折线从起点运动到终点过程中，不会与障碍物发生碰撞。

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